เครื่องวัดรังสีความละเอียดสูงขั้นสูง NOAA-12 (AVHRR/2) เป็นเครื่องวัดรังสีแบบสแกน 5 ช่องสัญญาณ ที่สามารถให้ข้อมูลอุณหภูมิพื้นผิวทะเลทั่วโลกทั้งกลางวันและกลางคืน รวมถึงข้อมูลเกี่ยวกับน้ำแข็ง หิมะ และเมฆ ข้อมูลเหล่านี้ได้มาทุกวันเพื่อใช้ในการวิเคราะห์และพยากรณ์อากาศ เครื่องวัดรังสีแบบมัลติสเปกตรัมทำงานในโหมดสแกนและวัดรังสีที่ปล่อยออกมาและสะท้อนในย่านสเปกตรัมต่อไปนี้: ช่องสัญญาณที่ 1 ( มองเห็นได้ ) 0.55 ถึง 0.90 ไมโครเมตร (μm); ช่องสัญญาณที่ 2 ( อินฟราเรดใกล้ ) 0.725  μm ถึงจุดตัดของตัวตรวจจับประมาณ 1.1  μm; ช่องสัญญาณที่ 3 (หน้าต่าง IR) 3.55 ถึง 3.93  μm; ช่อง 4 (หน้าต่าง IR) 10.3 ถึง 11.3  μm และช่อง 5 (หน้าต่าง IR) 11.5 ถึง 12.5  μm ช่องทั้งห้าช่องมีความละเอียดเชิงพื้นที่ 1.1  กม. และช่องหน้าต่าง IR สองช่องมีความละเอียดเชิงความร้อน 0.12 เคลวินที่ 300 เคลวิน AVHRR สามารถทำงานได้ทั้งในโหมดเรียลไทม์หรือโหมดบันทึก ข้อมูลแบบเรียลไทม์หรือข้อมูลการอ่านโดยตรงถูกส่งไปยังสถานีภาคพื้นดินทั้งที่ ความละเอียดต่ำ (4 กม.) ผ่านการส่งภาพอัตโนมัติ (APT) และที่ ความละเอียดสูง (1 กม.) ผ่านการส่งภาพความละเอียดสูง (HRPT) ข้อมูลที่บันทึกไว้บนยานสามารถนำไปประมวลผลในศูนย์คอมพิวเตอร์กลางของ NOAA ได้ ซึ่งรวมถึงข้อมูลการครอบคลุมพื้นที่ทั่วโลก (GAC) ที่มีความละเอียด 4  กม. และข้อมูลการครอบคลุมพื้นที่ท้องถิ่น (LAC) ซึ่งมีข้อมูลจากส่วนที่เลือกของแต่ละวงโคจรที่มีความละเอียด 1 กม. การทดลองที่เหมือนกันนี้ถูกดำเนินการบนยานอวกาศลำอื่นในชุด TIROS-N/NOAA ^{[ 9 ]}

ระบบตรวจวัดแนวดิ่งปฏิบัติการ TIROS (TOVS) ประกอบด้วยเครื่องมือสองชิ้น ได้แก่ เครื่องมือตรวจวัดรังสีอินฟราเรดความละเอียดสูงรุ่นปรับปรุง 2 (HIRS/2) และหน่วยตรวจวัดคลื่นไมโครเวฟ (MSU) เครื่องมือทั้งสองได้รับการออกแบบมาเพื่อกำหนดค่าการแผ่รังสีที่จำเป็นในการคำนวณโปรไฟล์อุณหภูมิและความชื้นของชั้นบรรยากาศจากพื้นผิวถึงชั้นสตราโตสเฟียร์ (ประมาณ 1 มิลลิบาร์ ) เครื่องมือ HIRS/2 มี 20 ช่องสัญญาณในช่วงสเปกตรัมดังต่อไปนี้: ช่องสัญญาณที่ 1 ถึง 5 แถบ CO2 ไมโครเมตร (μm) (15.0, 14.7, 14.5, 14.2 และ 14.0 μm); ช่องสัญญาณที่ 6 และ 7 แถบ /H2O  และ 13.4 μm ; ช่องสัญญาณที่ 8 ช่วงหน้าต่าง 11.1 μm; ช่องสัญญาณที่ 9 แถบ โอโซน 9.7 μm ; สัญญาณที่ 10, 11 และ 12 คือแถบ ไอน้ำ 6 ไมโครเมตร(8.3, 7.3 และ 6.7 ไมโครเมตร); ช่องสัญญาณที่ 13 และ 14 คือ แถบ N₂O 4.57 ไมโครเมตร และ 4.52 ไมโครเมตร ; ช่องสัญญาณที่ 15 และ 16 คือแถบ /N₂O ไมโครเมตร และ 4.40 ไมโครเมตร ; ช่องสัญญาณที่ 17 คือแถบ 4.24 ไมโครเมตร; ช่องสัญญาณที่ 18 และ 19 คือแถบช่วงคลื่น 4.0 ไมโครเมตร และ 3.7 ไมโครเมตร; และช่องสัญญาณที่ 20 คือช่วงคลื่นแสงที่มองเห็นได้ 0.70 ไมโครเมตร ความละเอียดของทุกช่องสัญญาณอยู่ที่ 17.4 กิโลเมตร ณ จุดแนวดิ่ง เครื่องมือ HIRS/2 ให้ข้อมูลสำหรับการคำนวณโปรไฟล์อุณหภูมิจากพื้นผิวถึง 10 มิลลิบาร์ และ ปริมาณ ไอน้ำในสามระดับของชั้นบรรยากาศ เครื่องมือที่สองคือ MSU มีช่องสัญญาณสี่ช่องที่ทำงานใน ย่านความถี่ ออกซิเจน 50 ถึง 60 GHz (50.31, 53.73, 54.96 และ 57.95 GHz) เพื่อให้ได้โปรไฟล์อุณหภูมิที่ปราศจากการรบกวนจากเมฆ การทดลองเดียวกันนี้ดำเนินการบนยานอวกาศลำอื่นในชุด TIROS-N/NOAA NOAA-12 ไม่ได้ติดตั้งเครื่องมือ SSU (Stratospheric Sounding Unit) เหมือนกับในNOAA-9และNOAA-11 TOVS ^{[ 10 ]}   

ระบบรวบรวมข้อมูล (DCS) บนยานอวกาศ NOAA-12 หรือที่รู้จักกันในชื่อArgosได้รับการออกแบบและสร้างขึ้นในประเทศฝรั่งเศสโดย CNES เพื่อตอบสนองความต้องการข้อมูลทางอุตุนิยมวิทยาของสหรัฐอเมริกา ระบบนี้รับสัญญาณการสังเกตการณ์ทางอุตุนิยมวิทยาที่มีรอบการทำงานต่ำจากบอลลูนลอยอิสระ ทุ่นในมหาสมุทร ดาวเทียมอื่นๆ และแพลตฟอร์มเซ็นเซอร์ภาคพื้นดินแบบคงที่ที่กระจายอยู่ทั่วโลก DCS สามารถระบุตำแหน่งของแพลตฟอร์มโดยใช้เทคนิค Doppler ผกผัน และสามารถรับข้อมูลจากทุกที่ในโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในบริเวณขั้วโลกข้อมูลการสังเกตการณ์เหล่านี้จะถูกจัดระเบียบไว้บนยานอวกาศและส่งใหม่เมื่อยานอวกาศอยู่ในระยะของสถานีควบคุมและรับข้อมูล (CDA) ข้อมูล Argos จะถูกแยกออกจากข้อมูลโทรมาตรของยานอวกาศอื่นๆ และส่งต่อไปยังศูนย์ประมวลผล CNES ในเมืองตูลูสประเทศฝรั่งเศสเพื่อประมวลผลและส่งต่อไปยังผู้ใช้ ระบบทำงานใน 3 ย่านความถี่ ได้แก่ 137.77  MHz, 136.77  MHz และ 401.65  MHz ระบบที่เหมือนกันนี้ถูกใช้งานบนยานอวกาศลำอื่นในซีรีส์ TIROS-N/NOAA ส่งสัญญาณลงมายังสถานีรับสัญญาณของรัสเซียและสหรัฐอเมริกา^{[ 11 ]}

เครื่องตรวจวัดสภาพแวดล้อมในอวกาศ (Space Environmental Monitor หรือ SEM) เป็นส่วนขยายของการทดลองตรวจวัดโปรตอนจากดวงอาทิตย์ที่ส่งขึ้นไปในอวกาศด้วยยานอวกาศตระกูล ITOS โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อวัดฟลักซ์ของโปรตอน ความหนาแน่นของฟลักซ์ อิเล็กตรอนและสเปกตรัมพลังงานในชั้นบรรยากาศตอนบนชุดอุปกรณ์ทดลองประกอบด้วยระบบตรวจจับสามระบบและหน่วยประมวลผลข้อมูล เครื่องตรวจจับโปรตอนและอิเล็กตรอนพลังงานปานกลาง (MEPED) วัดโปรตอนในช่วงพลังงานห้าช่วง ตั้งแต่ 30 keV ถึง >2.5 MeV; อิเล็กตรอนที่พลังงานสูงกว่า 30, 100 และ 300 keV; โปรตอนและอิเล็กตรอน (แยกกันไม่ได้) ที่พลังงานสูงกว่า 6 MeV; และโปรตอนแบบรอบทิศทางที่พลังงานสูงกว่า 16, 36 และ 80 MeV กล้องโทรทัศน์โปรตอนอัลฟาพลังงานสูง (HEPAT) ซึ่งมีมุมมอง 48° มองไปในทิศทางตรงข้ามกับโลก และวัดโปรตอนในช่วงพลังงานสี่ช่วงที่พลังงานสูงกว่า 370 MeV และอนุภาคอัลฟาในช่วงพลังงานสองช่วงที่พลังงานสูงกว่า 850 MeV/ นิวคลีออน เครื่องตรวจจับพลังงานรวม (TED) วัดอิเล็กตรอนและโปรตอนระหว่าง 300 eV และ 20 keV ^{[ 12 ]}